大学普通化学第六版第1章精品课件

盖斯定律示例
(1) : C O 2 CO 2
1 (3) : CO O 2 CO 2 2
H m,1 -393.5 kJ mol
H m,3 -283.0 kJ mol
H m , 2 H m ,1 - H m ,3
-1
-1
式(1) - 式(3) (2) 1 (2)C O 2 CO 2
气体:无论几种气体只有1相即单相; 液体:互溶为1相,如乙醇水溶液; 不互溶为多相,如水与油; 固体:几种固体则为几相. (互熔则为一相)
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CaCO3(s) == CaO (s) + CO2(g)
CaCO3(s) === Ca2+ (aq) + CO32-(aq)
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25
状态函数可分为两类： 广度性质：其量值具有加和性。 如体积V、质量m等。
强度性质：其量值不具有加和性。 如密度、温度、压力等。
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状态函数的性质
（1）是状态的单值函数 一一对应关系
（2）其变化量只与系统的始、 末态有关，而与变化的实际 途径无关。
统与环境除热以外的方式交换的能量都称为 功。
功w： 不是状态函数
系统得功 w>0，系统作功 w<0
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体积功（ w体）:由于系统体积发生变化
Fra Baidu bibliotek而与环境所交换的功。
非体积功（ w ′ ）:体积功以外的所有其
它的功。如表面功,电功等。
w= w体 + w ′
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44
1)w体的计算:
当ξ=1mol时,称1摩尔反应或摩尔反应, 即1molN2和3molH2反应生成2molNH3
注意：
反应进度ξ与反应方程式的书写有关
如合成氨反应可写为: 1/2N2 + 3/2H2 =
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NH3
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二. 反应热的测量
反应热(q):化学反应中吸收或放出的热量。
系统放热 q<0， 系统吸热 q>0。
[ -393.5 - ( -283)]kJ mol -1 -110.5kJ mol -1
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盖斯定律推论：若化学反应相加减，
则其反应热也随之相加减。
反应(3) 反应(1) 反应(2)； H （3)＝H （1) H （2 )
注意：
（1)方程式乘系数，反应热也乘系数； （2)反应方向改变，反应热符号改变。
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2.反应标准摩尔焓变△rH (1) 热力学标准态：
m
θ
的计算
1）气体物质：标准压力(pθ =100kPa ) 下表现 出理想气体性质的纯气体状态.
2）溶液:标准压力pθ 下，质量摩尔浓度为m (1.0mol.kg-1)的理想溶液, 本书采用近似
Cθ =1moldm-3
一.几个基本概念 1. 系统与环境
系统：作为研究对象的那一部分物质和空间。 环境：系统之外，与系统密切联系的其它物质和 空
间。
开放系统
有物质和能量交换
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封闭系统
只有能量交换
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隔离系统
无物质和能量交换
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2. 相
相:系统中任何物理和化学性质完全相 同的、均匀部分称为相。 相与相之间有明确的界面
N2 + 3H2 = 2NH3 0= - N2 - 3H2 + 2NH3
化学反应方程通式为：
0

B
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B
B
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30
B :称为B 的化学计量数。
符号规定： 反应物： B为负；产物：B为正。
(N2 )= -1, (H2)= -3, (NH3)= 2
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ξ= [n2(N2)-n1 (N2)]/ (N2 )=(8-10)mol/(-1)=2mol
= [n2(H2)-n1 (H2)]/ (H2 )=(24-30)mol/(-3)=2mol = [n2(NH3)-n1 (NH3)]/ (NH3)=(4-0)mol/2=2mol
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摩尔反应热(qm):指当反应进度为1 mol 时系统放出或吸收的热量.
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1.
反应热的实验测量方法
(1)弹式量热计:用于测定有气态物质参
加且反应热变化较大的反应热效应.如煤, 汽油,天然气等燃烧反应热.
弹式量热计测定的反应热为 等容反应热,以qv表示
C（S） + O2(g) = co2(g) qm= -393.5kJ/mol
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生活中的化学
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11
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12
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人才培养
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专业应用
国家注册一级 结构工程师
国家注册一级结构工程师基础考试包括： 公共基础课：高等数学、普通物理、普通化学、理论力 学、材料力学、流体力学、计算机应用基础、电工电子 技术、工程经济 专业基础课：土木工程材料、工程测量、职业法规、土 木工程施工与管理、结构设计、结构力学、结构试验、 土力学与地基基础 首页 上一页 下一页 末页
qp = ΔH
2）可以通过ΔH的计算求出的qp值。
系统放热 ΔH <0，系统吸热 ΔH >0。
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50
1）等压热效应在数值上等于焓的增量。
二.反应热效应的理论计算
1.盖斯定律 :在恒压或恒容的条件下， 化学反应的热效应只与反应的始态或终 态有关而与变化的途径无关。
始态 C(石墨) + O2(g)
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6
大 连 理 工 大 学 普 通 化 学 教 研 组 编
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大连理工大学普 通化学教研组编 大连理工 大学出版社
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7
同济大学 普通化学 教研组编
同济大学 出版社
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8
三、为什么学？如何学？
WHY？
HOW？
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(1)等容过程:当体系不作非体积功
ΔV=0,
w′=0
W=-pΔV + w′=0
Δu = qv
即：内能的变化量在数值上等于等容热效应
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(2)等压过程:当体系不作非体积功
w ′=0 w体= – p (V2 – V1) = – pΔV W= – p (V2 – V1)
3
二.普通化学课程内容
(一)基础理论部分
1.热化学 2.化学平衡 3.水化学 4.电化学 5.物质结构
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4
(二)元素化合物及应用部分
1.无机化合物 2.高分子化合物
3.生物大分子基础 4.仪器分析基础
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5
参考书
(1)浙江大学： <<普通化学>>(第六版) (2)大连理工大学, <<普通化学>> (3)同济大学：<<普通化学>>
Δu=qp+W= qp– p (V2 – V1)
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qp=Δu+ p (V2 – V1) =(u 2- u 1)+p (V2 – V1) = (u 2 + p V2) –(u 1 + p V1)
定义: H= u + p V
焓, 状态函数
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qp=H2-H1
等外压过程中，
w体= – p 外(V2 – V1) = – p外ΔV 2)理想气体的体积功:
理想气体的状态方程：
pV nRT
w体 = – p外ΔV = - Δn(g) RT
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2.封闭系统热力学第一定律
q>0 U1 w<0
U2
ΔU = q + w
热力学第一定律的数学表达式
分子的平动、转动、振动及电子能。
内能的特征： 是状态函数 无绝对数值
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(2)热(q):在物理或化学变化的过程
中，系统与环境存在温度差而交换的 能量称为热。 热量q： 不是状态函数；
系统放热 q<0，系统吸热 q>0。
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(3)功(w):在物理或化学变化的过程中，系
C（石墨）+O2（g）= CO2（g），
普通化学
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1
绪论
一.化学及分类
1.化学:化学是在 原子和分子水平上 研究物质的组成、 结构和性质及其变 化规律和变化过程 中能量关系的科学
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2
2. 化学的分支学科
无机化学：无机物 有机化学：碳氢化合物及衍生物 物理化学：所有物质系统 分析化学：测量和表征 结构化学: 物质结构 高分子化学：高分子化合物 若干新分支：材料化学、环境化学、 生物化学、医药化学、能源化学、核化 学、工业化学等等 首页 上一页 下一页 末页
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化学在专业工程中应用
化学教育是培养“基础扎实、 知识面宽、能力强、素质高” 的迎接新世纪挑战的高级工程 科技人才所必需的。
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方法要求
课上---注意课堂纪律、效率 课后---加强自学能力,作业认 真,有问题及时找老师答疑.
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四、成绩分布 （1）平时--40%：
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1 .2 反应热的理论计算
有的反应的反应热是不可以实验测定。如：
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)
一. 热力学第一定律
能量守恒定律在热力学中的的应用。
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1. 化学反应中的能量形式
(1)热力学能(内能U)
系统内部运动能量 的总和。包括：
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2. 热化学方程式
(1)标明温度和压力:未注明T, p, 皆指在常温常压 (2)标明物质聚集状态
2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)；
q m -570 kJ mol
-
2H2(g)+O2(g)=2H2O (g)； q m -480 kJ mol -1 (2)聚集状态：g—气态 l---液态 S---固态 aq---水溶液
3)纯液体或固体:标准压力pθ 下的纯液体或纯 固体。
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(2)物质的 标准摩尔生成焓
标准摩尔生成焓:标准状态，指定单质生成单
位物质的量的纯物质时反应的焓变称为该物质标 准摩尔生成焓。
f H m (物质 )，kJ/mol
指定单质：最稳定的单质。
如C：石墨(s)； P: 白磷(s)，
图1.3 弹式量热计
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(2)保温杯式量热计:用于测定常温常压
下水溶液进行的反应.反应本身不涉及气 体,反应热不大,热量能全部被溶液所吸收. 例:Zn(s) +CuSO4(aq)= ZnSO4(aq)+Cu(s)
保温杯式量热计测定的是等压反应热,以qp表示
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N2 + 3H2 = 2NH3
5. 反应进度
反应进度ξ 的定义：
d
dn B
B

nB ( ) - nB ( 0 )
nB（0）：B反应开始时物质量
B
n(ξ): B反应至某一时刻物质量
单位:摩尔（mol）
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例:
N2 + 3H2 = 反应前物质量n1/mol: 10 30 反应至某一时刻物质量n2/mol: 8 24 2 NH3 0 4
例1.压力：3pº ----1pº 例2，减肥：m1—m2 例 3.体温： 36℃---下一页 39℃ 首页 上一页
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外压从3pº 变为p° 3 pº
V T
图1.2 状态函数的性质
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殊途同归,值变相等 周而复始,值变为零
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4. 化学计量数
CaSO4 (s）+ CO32- (aq）=CaCO3 (s）+ SO4 2- (aq）
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3. 状态与状态函数
状态:系统一切性质的总和
(综合表现)。
当描述系统的一切性质处于定值时， 系统处于一定状态。
状态函数:表示系统性质的物理量. 如,压力p、体积V、温度T、质量m
焓、熵、吉布斯函数 。
包括:考勤、课堂纪律、平时小 测验、作业、实验。
（2）期末测验---60%
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第1章 热化学与能源
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热化学:研究化学反应中热量
变化定量关系的学科
主要内容:
1、反应热的测量； 2、反应热的计算； * 3. 能源
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1 .1 反应热的测量
H m, 1
中间态 CO(g) + ½ O2(g)
终态 CO2(g)
H m, 2
H m, 3
H m, 1 H m, 2 H m, 3
H m, 2 H m,1 - H m, 3
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盖斯（1802-1850） 俄国化学家
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